JPH05271809A - 金属の熔融方法 - Google Patents
金属の熔融方法Info
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- JPH05271809A JPH05271809A JP4074412A JP7441292A JPH05271809A JP H05271809 A JPH05271809 A JP H05271809A JP 4074412 A JP4074412 A JP 4074412A JP 7441292 A JP7441292 A JP 7441292A JP H05271809 A JPH05271809 A JP H05271809A
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- burner
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微粉炭を燃料とした酸素バーナーによって直
接金属、特に融点の高い鉄スクラップをも熔融すること
のできる金属の熔融方法である。 【構成】 熔融炉に投入された金属原料を、純度６０〜
１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料とする
バーナーの燃焼火炎で直接熔融せしめると共に、多量の
酸素雰囲内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して該雰囲
気内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃性ガス
としてバーナーに供給する。
接金属、特に融点の高い鉄スクラップをも熔融すること
のできる金属の熔融方法である。 【構成】 熔融炉に投入された金属原料を、純度６０〜
１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料とする
バーナーの燃焼火炎で直接熔融せしめると共に、多量の
酸素雰囲内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して該雰囲
気内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃性ガス
としてバーナーに供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微粉炭を燃料とした酸
素バーナーによって金属を熔融する方法に関する。
素バーナーによって金属を熔融する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属、特に融点の高い鉄スクラップを熔
融するには、主としてアークを利用した電気炉が使用さ
れていることは周知である。電気炉は、高温が得られ易
く、炉内雰囲気を酸化，還元のいずれの状態にも自由に
調節できるので、熔融後の製錬操業に適している等の特
徴があるが、スクラップの熔融にバラツキが生じ易い欠
点もある。このため近時は酸素燃焼バーナーが併用して
用いれら、熔融の促進を図るようになっている。
融するには、主としてアークを利用した電気炉が使用さ
れていることは周知である。電気炉は、高温が得られ易
く、炉内雰囲気を酸化，還元のいずれの状態にも自由に
調節できるので、熔融後の製錬操業に適している等の特
徴があるが、スクラップの熔融にバラツキが生じ易い欠
点もある。このため近時は酸素燃焼バーナーが併用して
用いれら、熔融の促進を図るようになっている。
【０００３】また、炉の熔湯内に酸素を吹き込むことに
より酸化反応を生じさせ、反応熱によって熔融促進化を
図る方法も行われている。
より酸化反応を生じさせ、反応熱によって熔融促進化を
図る方法も行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気炉をとよ
うした熔融方法は、高温が得られ易く、温度の調整が容
易である等の利点があるが、コールドスポットが生ずる
他、エネルギーを電力に頼らざるを得ない欠点がある。
また、酸素−燃料バーナーを併用する方法も全体のエネ
ルギーの６０〜８０％は電力エネルギーによるものであ
り、周知のように電力は、発電効率，熔融効率等を統合
した場合のエネルギー効率は約２０〜２５％に過ぎな
い。しかも地球環境で問題視されている炭酸ガスの発生
を考慮すると、重油発電で得られた電力を使用してスク
ラップ／ｔを熔融すると約１５０ｍ3の炭酸ガスも発生
することから、その対応は不可欠である。
うした熔融方法は、高温が得られ易く、温度の調整が容
易である等の利点があるが、コールドスポットが生ずる
他、エネルギーを電力に頼らざるを得ない欠点がある。
また、酸素−燃料バーナーを併用する方法も全体のエネ
ルギーの６０〜８０％は電力エネルギーによるものであ
り、周知のように電力は、発電効率，熔融効率等を統合
した場合のエネルギー効率は約２０〜２５％に過ぎな
い。しかも地球環境で問題視されている炭酸ガスの発生
を考慮すると、重油発電で得られた電力を使用してスク
ラップ／ｔを熔融すると約１５０ｍ3の炭酸ガスも発生
することから、その対応は不可欠である。
【０００５】次に酸素インジェクションによる方法は、
電力を使用しないことから上記欠点は解消されるが、そ
の熔融方法が熔湯中に酸素，微粉炭，コークスを投入
し、酸化反応により熔融するものであるから、金属原料
の熔融には常に熔融炉に熔湯を残留させておかなければ
ならない。これは熔融を連続的に行う場合はよいが、バ
ッチ方式で操業する場合、あいるは間欠的な操業が要求
される場合は、全量出鋼できず当然生産性が悪くなる。
電力を使用しないことから上記欠点は解消されるが、そ
の熔融方法が熔湯中に酸素，微粉炭，コークスを投入
し、酸化反応により熔融するものであるから、金属原料
の熔融には常に熔融炉に熔湯を残留させておかなければ
ならない。これは熔融を連続的に行う場合はよいが、バ
ッチ方式で操業する場合、あいるは間欠的な操業が要求
される場合は、全量出鋼できず当然生産性が悪くなる。
【０００６】そこで、近時微粉炭を代替燃料とするバー
ナーが開発されているが、重油等他の燃料に比して燃焼
性に難点がある。
ナーが開発されているが、重油等他の燃料に比して燃焼
性に難点がある。
【０００７】本発明は、このようなことから微粉炭を燃
料とした酸素バーナーによって直接金属、特に融点の高
い鉄スクラップをも熔融することのできる金属の熔融方
法を提供することを目的としたものである。
料とした酸素バーナーによって直接金属、特に融点の高
い鉄スクラップをも熔融することのできる金属の熔融方
法を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、熔融炉に投入された金属原料を、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
するバーナーの燃焼火炎で直接熔融せしめると共に、多
量の酸素雰囲気内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して
該雰囲気内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃
性ガスとしてバーナーに供給することを特徴とするもの
である。
め、本発明は、熔融炉に投入された金属原料を、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
するバーナーの燃焼火炎で直接熔融せしめると共に、多
量の酸素雰囲気内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して
該雰囲気内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃
性ガスとしてバーナーに供給することを特徴とするもの
である。
【０００９】また、本発明は、熔融炉に投入された金属
原料を、純度６０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、
微粉炭を燃料とするバーナーの燃焼火炎で直接熔融せし
めると共に多量の酸素雰囲気内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃
料を燃焼して該雰囲気内を加熱し、得られた加熱酸素ガ
スを前記支燃性ガスとしてバーナーに供給し、かつ前記
熔融炉の炉内温度を検知して酸素ガス加熱用燃料の供給
量を制御することを特徴としている。
原料を、純度６０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、
微粉炭を燃料とするバーナーの燃焼火炎で直接熔融せし
めると共に多量の酸素雰囲気内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃
料を燃焼して該雰囲気内を加熱し、得られた加熱酸素ガ
スを前記支燃性ガスとしてバーナーに供給し、かつ前記
熔融炉の炉内温度を検知して酸素ガス加熱用燃料の供給
量を制御することを特徴としている。
【００１０】
【作 用】上述したように、本発明による金属の熔融方
法は、微粉炭を燃料とした酸素バーナー火炎によって直
接金属原料を熔融するようにしたので、エネルギー効率
が高い。しかも多量の酸素雰囲下で所望温度になるよう
ＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼せしめて雰囲気内の酸素
を予熱し、この予熱された酸素ガスで微粉炭を燃焼して
金属を熔融するようにしたので、燃焼性が向上し、融点
の高い鉄スクラップも熔融可能となる。また、酸素ガス
の予熱が上記方法によるのでバッチ操業であっても不都
合がない。
法は、微粉炭を燃料とした酸素バーナー火炎によって直
接金属原料を熔融するようにしたので、エネルギー効率
が高い。しかも多量の酸素雰囲下で所望温度になるよう
ＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼せしめて雰囲気内の酸素
を予熱し、この予熱された酸素ガスで微粉炭を燃焼して
金属を熔融するようにしたので、燃焼性が向上し、融点
の高い鉄スクラップも熔融可能となる。また、酸素ガス
の予熱が上記方法によるのでバッチ操業であっても不都
合がない。
【００１１】さらに、熔融炉の炉内温度と支燃性酸素ガ
スの予熱所望温度とに相関関係のあることが知見され、
これに基づいて炉内温度を検知して予熱用の燃料使用量
を制御するようにしたので、燃料の消費を最小限に押さ
えることができる。
スの予熱所望温度とに相関関係のあることが知見され、
これに基づいて炉内温度を検知して予熱用の燃料使用量
を制御するようにしたので、燃料の消費を最小限に押さ
えることができる。
【００１２】
【実施例】以下、図によって本発明方法の実施例を説明
すると、熔融炉１内には、鉄スクラップ等の金属原料が
投入口２より投入される。また、熔融炉１には、単数又
は複数本の微粉炭を燃料とする酸素バーナー３が装入さ
れている。
すると、熔融炉１内には、鉄スクラップ等の金属原料が
投入口２より投入される。また、熔融炉１には、単数又
は複数本の微粉炭を燃料とする酸素バーナー３が装入さ
れている。
【００１３】酸素バーナー３には、管４を介して貯槽５
内の微粉炭燃料が周知の方法で供給される。一方、純度
６０〜１００％の酸素ガスは、管６より予熱装置７に導
入され、該予熱装置７で高温に加熱された後、管８を介
して酸素バーナー３に供給される。
内の微粉炭燃料が周知の方法で供給される。一方、純度
６０〜１００％の酸素ガスは、管６より予熱装置７に導
入され、該予熱装置７で高温に加熱された後、管８を介
して酸素バーナー３に供給される。
【００１４】予熱装置７には、管９より供給されるＬＰ
ＧあるいはＬＮＧ等を燃料とする予熱用バーナー１０が
あり、予熱装置７に導入された酸素雰囲気内で燃焼せし
めることにより導入酸素を加温予熱する。
ＧあるいはＬＮＧ等を燃料とする予熱用バーナー１０が
あり、予熱装置７に導入された酸素雰囲気内で燃焼せし
めることにより導入酸素を加温予熱する。
【００１５】本発明者等の実験によると、微粉炭１５０
Ｋｇ／ｈ，酸素２２５Ｎｍ3 ／ｈの酸素バーナー３の場
合、予熱用バーナー１０をＬＰＧ３Ｎｍ3 ／ｈ，酸素１
５Ｎｍ3 ／ｈで燃焼することにより、予熱装置７に導入
された酸素ガスは約７００℃に加熱されて酸素バーナー
３に供給され、２，０００℃以上の燃焼温度が得られ
た。
Ｋｇ／ｈ，酸素２２５Ｎｍ3 ／ｈの酸素バーナー３の場
合、予熱用バーナー１０をＬＰＧ３Ｎｍ3 ／ｈ，酸素１
５Ｎｍ3 ／ｈで燃焼することにより、予熱装置７に導入
された酸素ガスは約７００℃に加熱されて酸素バーナー
３に供給され、２，０００℃以上の燃焼温度が得られ
た。
【００１６】熔融炉１内には、温度検知器１１が設けら
れており、該温度検知器１１によって熔融炉１内の温度
が検知される。この検知信号は、管９に設けられた流量
調節弁１２を制御し、予熱用バーナー１０に供給される
燃料を調節して予熱装置７内に導入される酸素ガス温度
が制御される。
れており、該温度検知器１１によって熔融炉１内の温度
が検知される。この検知信号は、管９に設けられた流量
調節弁１２を制御し、予熱用バーナー１０に供給される
燃料を調節して予熱装置７内に導入される酸素ガス温度
が制御される。
【００１７】これは熔融炉１内の温度によって支燃性酸
素ガスの熔融に必要な温度に変化のあることの知見に基
づくものであり、微粉炭１５０Ｋｇ／ｈで鉄スクラップ
を熔融するときの熔融炉内温度と酸素必要温度の関係は
次の通りであった。
素ガスの熔融に必要な温度に変化のあることの知見に基
づくものであり、微粉炭１５０Ｋｇ／ｈで鉄スクラップ
を熔融するときの熔融炉内温度と酸素必要温度の関係は
次の通りであった。
【００１８】
【表１】 以上の関係から、熔融が進み、熔融炉１内の温度が上昇
してくるにしたがって、酸素温度は低くてもよいことに
なり、予熱用燃料を制御することによって該燃料を節約
することができる。上記した微粉炭１５０Ｋｇ／ｈ，酸
素２２５Ｎｍ3／ｈの酸素バーナーに供給する酸素２２
５Ｎｍ3 ／ｈを４００℃に予熱するに必要なＬＰＧは
１．５Ｎｍ3 ／ｈで酸素は７．５Ｎｍ3 ／ｈであった。
してくるにしたがって、酸素温度は低くてもよいことに
なり、予熱用燃料を制御することによって該燃料を節約
することができる。上記した微粉炭１５０Ｋｇ／ｈ，酸
素２２５Ｎｍ3／ｈの酸素バーナーに供給する酸素２２
５Ｎｍ3 ／ｈを４００℃に予熱するに必要なＬＰＧは
１．５Ｎｍ3 ／ｈで酸素は７．５Ｎｍ3 ／ｈであった。
【００１９】尚、上記実施例においては、予熱装置７の
構成を支燃性酸素ガス導入用の管６と予熱用バーナー１
０とを別途にしてあるが、これを図２に示す如き構成に
してもよい。
構成を支燃性酸素ガス導入用の管６と予熱用バーナー１
０とを別途にしてあるが、これを図２に示す如き構成に
してもよい。
【００２０】即ち、予熱装置７内には、予熱用バーナー
２１が設けられており、ＬＰＧあるいはＬＮＧ等の予熱
用燃料は、中央の通路２２から供給される。支燃性酸素
ガスは、周囲の通路２３から導入されて通路２４を経て
導出するが、その一部は通路２５から燃焼室２６に流入
し、通路２２から供給される予熱用燃料を燃焼して火炎
２７を形成する。
２１が設けられており、ＬＰＧあるいはＬＮＧ等の予熱
用燃料は、中央の通路２２から供給される。支燃性酸素
ガスは、周囲の通路２３から導入されて通路２４を経て
導出するが、その一部は通路２５から燃焼室２６に流入
し、通路２２から供給される予熱用燃料を燃焼して火炎
２７を形成する。
【００２１】通路２４を経て導出する支燃性酸素ガス
は、燃焼火炎２７によって加熱されるが、燃料供給量を
制御することにより、支燃性酸素ガスの予熱温度をコン
トロールできる。
は、燃焼火炎２７によって加熱されるが、燃料供給量を
制御することにより、支燃性酸素ガスの予熱温度をコン
トロールできる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
る金属の熔融法は、微粉炭を燃料とし、高温度に予熱さ
れた純度６０〜１００％の酸素を支燃性ガスとしたバー
ナーの燃焼火炎によって直接的に金属原料を熔融するも
のであるから熱効率に優れ、しかも炭酸ガスの発生を抑
制できる。また、支燃性酸素ガスを該酸素の多量の雰囲
気内で別途の燃料の燃焼によって予熱するので連続的な
操業にも可能であるが、特に鉄スクラップの熔融等、通
常はバッチ操業で行うケースの多い用途に適している。
る金属の熔融法は、微粉炭を燃料とし、高温度に予熱さ
れた純度６０〜１００％の酸素を支燃性ガスとしたバー
ナーの燃焼火炎によって直接的に金属原料を熔融するも
のであるから熱効率に優れ、しかも炭酸ガスの発生を抑
制できる。また、支燃性酸素ガスを該酸素の多量の雰囲
気内で別途の燃料の燃焼によって予熱するので連続的な
操業にも可能であるが、特に鉄スクラップの熔融等、通
常はバッチ操業で行うケースの多い用途に適している。
【００２３】さらに、支燃性酸素ガスの予熱にあたって
も、熔融炉内の温度に応じて予熱用燃料の消費量を可変
とし、酸素温度を制御するので、使用燃料を最小とする
ことができる。
も、熔融炉内の温度に応じて予熱用燃料の消費量を可変
とし、酸素温度を制御するので、使用燃料を最小とする
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例を説明するための系統図で
ある。
ある。
【図２】 予熱装置の別の実施例を示す断面図である。
１…熔融炉、３…酸素バーナー、５…貯槽、７…予熱装
置、１０，２１…予熱用バーナー、１１…温度検知器、
１２…流量調節弁
置、１０，２１…予熱用バーナー、１１…温度検知器、
１２…流量調節弁
Claims (2)
- 【請求項１】 熔融炉に投入された金属原料を、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
するバーナーの燃焼火炎で直接熔融せしめると共に、多
量の酸素雰囲内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して該
雰囲気内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃性
ガスとしてバーナーに供給することを特徴とする金属の
熔融方法。 - 【請求項２】 熔融炉に投入された金属原料を、純度６
０〜１００％の酸素を支燃性ガスとし、微粉炭を燃料と
するバーナーの燃料火炎で直接熔融せしめると共に、多
量の酸素雰囲気内でＬＰＧ，ＬＮＧ等の燃料を燃焼して
該雰囲内を加熱し、得られた加熱酸素ガスを前記支燃性
ガスとしてバーナーに供給し、かつ前記熔融炉の炉内温
度を検知して酸素ガス加熱用燃料の供給量を制御するこ
とを特徴とする金属の熔融方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074412A JPH05271809A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 金属の熔融方法 |
| US08/037,167 US5395423A (en) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Method of melting metals |
| DE69327356T DE69327356T2 (de) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Schmelzverfahren für Metalle |
| EP93105063A EP0563828B1 (en) | 1992-03-27 | 1993-03-26 | Method of melting metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074412A JPH05271809A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 金属の熔融方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271809A true JPH05271809A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13546459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074412A Pending JPH05271809A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-30 | 金属の熔融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011526998A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-20 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | 高温酸素発生装置の確実な点火 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074412A patent/JPH05271809A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011526998A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-20 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | 高温酸素発生装置の確実な点火 |
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